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JP5410443B2 - Method and system for adjusting the cooling capacity of a cooling system based on a gas expansion process - Google Patents

Method and system for adjusting the cooling capacity of a cooling system based on a gas expansion process Download PDF

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JP5410443B2
JP5410443B2 JP2010536872A JP2010536872A JP5410443B2 JP 5410443 B2 JP5410443 B2 JP 5410443B2 JP 2010536872 A JP2010536872 A JP 2010536872A JP 2010536872 A JP2010536872 A JP 2010536872A JP 5410443 B2 JP5410443 B2 JP 5410443B2
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cooling
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circuit
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Kanfa Aragon AS
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Kanfa Aragon AS
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Description

本発明は、特許の請求項1および25の各プリアンブルにおいて見られるように、気体の膨張プロセスに基づく冷却システムの冷却能力の調整のための方法およびシステムに関する。   The present invention relates to a method and system for adjusting the cooling capacity of a cooling system based on a gas expansion process, as can be seen in the preambles of claims 1 and 25 of the patent.

冷却原理として気体の膨張に基づく冷却プロセスは、天然ガスのLNGへの液化、または、空気の深冷分離など、気体または液体を非常に低い温度まで冷却するための、単純かつ強固な冷却装置が求められる場合にしばしば利用される。気体の膨張プロセスは、一般に、古典的なBrayton/Claude冷却プロセスに基づいており、この場合、ガス冷却媒体が、圧縮、冷却膨張およびその後の、冷却されるべき流体に対する熱交換に基づく仕事サイクルを経る。例えば、天然ガスの液化のため、予冷され、圧縮された気相の冷却媒体、一般には窒素または窒化炭素ガス、または混合物であって、タービン(例えば、放射状のタービン/ターボエキスパンダー)または膨張弁を横切って、予冷されるとともに膨張した冷却媒体を利用することができる。気体の膨張は、非常に冷たい気体、または気体および液体の混合物を導き、それは、その後、天然ガスを液化し、そして、圧縮された冷却ガスを予冷するのに利用される。プロセスは、単一の膨張ループ、または、2つまたはそれよりも多い膨張段階であって、並列または直列に連結された段階に基づくことができる。この場合、異なる膨張プロセスは、プロセスの効率を増大させるため、異なるプロセス状態(圧力、温度、流量)で作動する。しかしながら、大抵のプロセスにおいて一般的なのは、冷却媒体が、全体のプロセスを通して支配的に気相で存在している、ということである。 The cooling process based on gas expansion as a cooling principle is a simple and robust cooling device for cooling a gas or liquid to a very low temperature, such as liquefaction of natural gas into LNG or cryogenic separation of air. Often used when required. The gas expansion process is generally based on the classic Brayton / Claude cooling process, in which the gas cooling medium performs a work cycle based on compression, cooling expansion and subsequent heat exchange for the fluid to be cooled. It passes. For example, for liquefaction of natural gas, a pre-cooled and compressed gas phase cooling medium, typically nitrogen or carbon nitride gas, or a mixture comprising a turbine (eg a radial turbine / turbo expander) or an expansion valve A cooling medium that has been pre-cooled and expanded across can be utilized. The expansion of the gas leads to a very cold gas, or a mixture of gas and liquid, which is then utilized to liquefy natural gas and precool the compressed cooling gas . Process is a single expansion loop, or a two or more stage of inflation than be based on the concatenated stages in parallel or in series. In this case, different expansion processes operate at different process conditions (pressure, temperature, flow rate) to increase the efficiency of the process. However, common in most processes is that the cooling medium exists predominantly in the gas phase throughout the entire process.

気体の膨張プロセスにおいて冷却媒体が支配的に気相で存在しているので、これらのプロセスの能力の調整は、しばしば、骨の折れることとなる。能力の調整は、所望の冷却および/または液化を実施するために要求される冷却仕事がほとんどない場合に、適切なものとなっている。例えば、冷却または凝縮されるべき流体がシステムをほとんど流れない場合、または、冷却または液化されるべき流体が、特定の冷却仕事が低減されるよう構成を変える場合である。低減された能力は、限られた程度で、例えば、可変の入口ガイドベーン、または速度制御、または排出から圧縮機の吸引に戻る気体のリサイクルによって、冷却媒体の圧縮機の能率を低減することにより実現され得る。しかしながら、冷却媒体の容積流量を低減することにより、膨張タービンもまた、低減された効率および低いパワー出力を提供し、また、さらに重大なことには、膨張タービンの制御に関する問題が生じ、または、膨張タービンが、そのような動作範囲においては、時間が経過したときに動作され得ない。その場合、プロセスのために必要な、所望の低い温度が達成され得ないという状況が生じ得る。   Since the cooling medium is predominantly present in the gas phase in the gas expansion process, adjusting the capacity of these processes is often laborious. Capacity adjustment is appropriate when there is little cooling work required to perform the desired cooling and / or liquefaction. For example, when the fluid to be cooled or condensed hardly flows through the system, or when the fluid to be cooled or liquefied is reconfigured to reduce specific cooling work. The reduced capacity is, to a limited extent, by reducing the efficiency of the cooling medium compressor, for example, by variable inlet guide vanes, or by speed control, or by recycling the gas from exhaust to return to the suction of the compressor. Can be realized. However, by reducing the volumetric flow rate of the coolant, the expansion turbine also provides reduced efficiency and low power output, and more importantly, problems with expansion turbine control arise, or The expansion turbine cannot be operated when time has elapsed in such an operating range. In that case, a situation may arise where the desired low temperature required for the process cannot be achieved.

プロセスにおける冷却能力の低減のための設備に関連する制限の結果として、その他の原理が一般に使用される。この場合、閉じた冷却回路における冷却媒体の容量が低減される(閉ループから恒久的または一時的に取り除かれる)。このようにして、冷却回路全体における動作圧力が、高圧力側および低圧力側の両方において低減される。一般に、放射状の圧縮機および放射状のタービンが、そのような冷却プロセスにおいて用いられる。また、これらの機械における圧縮または膨張は、容積に基づいているので、設備は、単位時間あたり、比較的に一定の現実の容積を扱い続ける。動作圧力を低減することにより、同一の現実の容積流が循環されるが、重量流は低くなる。このようにして、低い冷却能率が、所要の圧縮仕事における対応する低減とともに実現される。一方、システムは、その設計ポイントの近くで動作する。   Other principles are commonly used as a result of equipment-related limitations for reducing cooling capacity in the process. In this case, the capacity of the cooling medium in the closed cooling circuit is reduced (removed permanently or temporarily from the closed loop). In this way, the operating pressure in the entire cooling circuit is reduced on both the high pressure side and the low pressure side. Generally, radial compressors and radial turbines are used in such cooling processes. Also, because the compression or expansion in these machines is based on volume, the facility continues to handle a relatively constant real volume per unit time. By reducing the operating pressure, the same real volume flow is circulated, but the weight flow is lower. In this way, a low cooling efficiency is achieved with a corresponding reduction in the required compression work. On the other hand, the system operates near its design point.

能力調整のための後者の方法に関する課題は、冷却能力の一時的な低減の場合における冷却ガスの損失である。大きな装置において、能力低減の期間の後、適切な品質の冷却ガス、例えば浄化された窒素を大量に供給するため、非常に長い時間を使う必要がある。従って、能力を回復させるのに長い時間がかかる。プロセスが作動する2つの圧力レベルの間でのガスの貯蔵所またはトラッピングによる代案が用いられ、また当該代案は、小さな装置のための合理的な代案を構成する。その他の解決法は、圧力容器における冷却媒体ガスの貯蔵器を有しており、これによって、さらなる量が必要とされる時、大量のガスが、冷却回路の中に注入され得る。   The problem with the latter method for capacity adjustment is the loss of cooling gas in the case of a temporary reduction in cooling capacity. In large equipment, after a period of capacity reduction, it is necessary to spend a very long time to supply a large amount of appropriately quality cooling gas, for example purified nitrogen. Therefore, it takes a long time to restore the ability. An alternative to gas storage or trapping between the two pressure levels at which the process operates is used, and that alternative constitutes a reasonable alternative for small devices. Other solutions have a reservoir of cooling medium gas in the pressure vessel, so that a large amount of gas can be injected into the cooling circuit when additional quantities are needed.

本発明は、気体の膨脹回路、とりわけ、大きい装置、例えばLNGの生成のための冷却装置のための能力調整における著しい最適化を表している。ここで、冷却プロセスが、以下のように修正される。すなわち、冷却媒体ガスが、液体形態での中間の貯蔵のため単純に冷却されるとともに、比較的に短い時間の中で液化される。そして、このようにして、冷却媒体ガスが、冷却回路から一時的に取り除かれる。その後、冷却回路は、その後のより低い動作圧力および低減された冷却能率において、より低い充填速度で動作する。液化されたガスは、冷却装置の能率を迅速に増大させるため、いつでも、冷却回路の中へ再び蒸発させられ得る。液体形態での、低い温度における冷却媒体ガスの貯蔵は、圧縮された形態のガスの貯蔵よりも著しく小さな貯蔵体積を必要するであろう。装置の能率が低減されており、また、装置における冷却能力の余剰がある場合、液化が、短い期間で実施されるので、冷却媒体ガスの液化は、冷却装置における大きな冷却能力を要求しない。   The present invention represents a significant optimization in capacity adjustment for gas expansion circuits, in particular large devices such as cooling devices for the production of LNG. Here, the cooling process is modified as follows. That is, the cooling medium gas is simply cooled for intermediate storage in liquid form and liquefied in a relatively short time. In this way, the cooling medium gas is temporarily removed from the cooling circuit. The cooling circuit then operates at a lower fill rate at subsequent lower operating pressures and reduced cooling efficiency. The liquefied gas can be re-evaporated into the cooling circuit at any time to quickly increase the efficiency of the cooling device. Storage of coolant gas at low temperatures in liquid form will require a significantly smaller storage volume than storage of gas in compressed form. If the efficiency of the device is reduced and there is a surplus of cooling capacity in the device, the liquefaction of the cooling medium gas does not require a large cooling capacity in the cooling device because liquefaction is performed in a short period of time.

本発明は、冷却媒体が全体の冷却回路を通じて気相で支配的になっている場合の、窒素膨張サイクルの全てのタイプ、または、純メタン、天然ガスまたは炭化水素の混合を使用するガス膨張サイクルなど、全てのタイプの気体の膨張回路における使用を意図している。ここで、冷却は、ガス冷却媒体を膨張させることにより得られる。   The present invention relates to all types of nitrogen expansion cycles, or a gas expansion cycle using a mixture of pure methane, natural gas or hydrocarbons, where the cooling medium is dominant in the gas phase throughout the entire cooling circuit. Are intended for use in all types of gas expansion circuits. Here, the cooling is obtained by expanding the gas cooling medium.

発明を解決するための手段Means for Solving the Invention

上述の課題は、独立請求項1に記載されているように、気体の膨張冷却のための冷却回路を使用する冷却システムの冷却能力を制御するための方法であって、
冷却回路において循環される冷却媒体の量を一時的に低減する工程であって、冷却媒体の部分が、より高い圧力で予冷されるとともに、冷却回路から取り除かれる工程と、
気相または液相にある、冷却された前記冷却媒体の部分を、膨張デバイスを横切ってより低い圧力へ膨張させ、これによって、冷却媒体の少なくとも一部分が低温液体(cold liquid)として分離する工程と、
貯蔵ユニットにおける一時的な貯蔵のため、凝縮されていない気体から凝縮された液体を分離し、これによって当該液体が一時的に、その他の場合なら閉じられている冷却回路において循環されなくなる工程と、
その後、必要な時に、一時的に貯蔵された液相の冷却媒体を貯蔵ユニットから冷却回路に戻す工程と、
凝縮されていない気体および蒸発した冷却媒体を、貯蔵ユニットから、冷却回路における適切な場所に戻す工程と、
からなる方法により実現される。
The above-mentioned problem is a method for controlling the cooling capacity of a cooling system using a cooling circuit for expansion cooling of a gas, as described in the independent claim 1, comprising:
Temporarily reducing the amount of cooling medium circulated in the cooling circuit, wherein a portion of the cooling medium is precooled at a higher pressure and removed from the cooling circuit;
Expanding the cooled portion of the cooling medium in the gas phase or liquid phase across the expansion device to a lower pressure, thereby separating at least a portion of the cooling medium as a cold liquid; ,
Separating condensed liquid from non-condensed gas for temporary storage in a storage unit, whereby the liquid is temporarily not circulated in an otherwise closed cooling circuit;
Thereafter, when necessary, returning the temporarily stored liquid phase cooling medium from the storage unit to the cooling circuit;
Returning the uncondensed gas and the evaporated cooling medium from the storage unit to a suitable place in the cooling circuit;
It is realized by the method consisting of

当該方法の好ましい形態は、従属請求項2−23に記載されている。   Preferred forms of the method are described in the dependent claims 2-23.

上述の課題は、独立請求項24に記載されているように、気体の膨張冷却に基づく冷却システムにおける能力低減のためのシステムであって、
熱交換器、または、冷却プロセスの支援を伴う熱交換器システムにおいて、より高い圧力でガス冷却媒体を冷却するためのデバイスと、
気相または液相で冷却された冷却媒体の支流のための排出口と、
支流をより低い圧力での流れに膨張させるための膨張デバイスと、
凝縮されていない冷却媒体の分離、および、凝縮された冷却媒体の一時的な貯蔵のための貯蔵器と、
凝縮されていない冷却媒体ガスおよび蒸発した冷却媒体を、貯蔵ユニットから、冷却システムにおける適切な場所に戻すためのリターンデバイスと、
必要とされる時、冷却媒体を貯蔵ユニットから冷却回路へ戻すリターンデバイスと、を備え、
冷却媒体を、閉じられた1つの冷却回路または複数の冷却回路から一時的に取り除くよう設けられているシステム、によって実現される。
The above-mentioned problem is a system for capacity reduction in a cooling system based on gas expansion cooling, as described in independent claim 24, comprising:
A device for cooling a gas cooling medium at a higher pressure in a heat exchanger or heat exchanger system with support of a cooling process;
An outlet for a tributary of a cooling medium cooled in the gas phase or liquid phase;
An expansion device for expanding the tributary into a flow at a lower pressure;
A reservoir for separation of the uncondensed cooling medium and temporary storage of the condensed cooling medium;
A return device for returning the uncondensed coolant gas and the evaporated coolant from the storage unit to the appropriate location in the cooling system;
A return device for returning the cooling medium from the storage unit to the cooling circuit when needed,
Realized by a system provided to temporarily remove the cooling medium from the closed cooling circuit or cooling circuits.

当該方法の好ましい形態は、従属請求項26および27において明らかになっている。   Preferred forms of the method are evident in the dependent claims 26 and 27.

図1は、本発明の主要な動作原理を示している。FIG. 1 shows the main operating principle of the present invention. 図2は、本発明の主要な動作原理をその他の形態により示している。FIG. 2 shows the main operating principle of the present invention in another form. 図3は、本発明の主要な動作原理をその他の形態により示している。FIG. 3 shows the main operating principle of the present invention in another form. 図4は、本発明の主要な動作原理をその他の形態により示している。FIG. 4 shows the main operating principle of the present invention in another form. 図5は、本発明の主要な動作原理をその他の形態により示している。FIG. 5 shows the main operating principle of the present invention in another form. 図6は、単純な気体の膨張回路のための本発明を示している。FIG. 6 illustrates the present invention for a simple gas expansion circuit. 図7は、単純な気体の膨張回路のための本発明をその他の形態により示している。FIG. 7 shows the invention for a simple gas expansion circuit in another form. 図8は、単純な気体の膨張回路のための本発明をその他の形態により示している。FIG. 8 illustrates the present invention for a simple gas expansion circuit in another form. 図9は、単純な気体の膨張回路のための本発明をその他の形態により示している。FIG. 9 illustrates the present invention for a simple gas expansion circuit in another form. 図10は、単純な気体の膨張回路のための本発明をその他の形態により示している。FIG. 10 shows the invention for a simple gas expansion circuit in another form. 図11は、単純な気体の膨張回路のための本発明をその他の形態により示している。FIG. 11 shows the invention for a simple gas expansion circuit in another form. 図12は、二段階の気体の膨張回路のための好ましい形態における本発明を示している。FIG. 12 shows the present invention in a preferred form for a two-stage gas expansion circuit.

図1および図2の参照において、気体の膨張回路の能力制御のためのシステムは、以下の主要な構成要素を含んでいる。
1.冷却プロセス100による、より高い圧力における、冷却媒体の部分の冷却
2.圧力低減デバイス102を横切ってのより低い圧力への膨張のための、冷却された前記冷却媒体の部分の除去。これによって、冷却媒体流13における冷却媒体の少なくとも小さな一部が、低い圧力において液化される。
3.液相の冷却媒体のための貯蔵器/タンク104
4.冷却媒体流13の、凝縮されていない冷却媒体ガス14および液相の冷却媒体からなる流れへの分離。好ましくは、この分離は、冷却媒体タンク104の中で起こる。
5.凝縮されていない冷却媒体および蒸発させられた冷却媒体の、タンク104から、冷却システム100の適切な場所へのリターン。
6.負荷の増加による必要に応じて、冷却媒体を貯蔵タンク104から冷却回路100に戻すためのデバイス106。
Referring to FIGS. 1 and 2, the system for controlling the capacity of the gas expansion circuit includes the following main components.
1. 1. Cooling of the part of the cooling medium at a higher pressure by the cooling process 100 Removal of the cooled portion of the cooling medium for expansion to a lower pressure across the pressure reducing device 102; Thereby, at least a small part of the cooling medium in the cooling medium flow 13 is liquefied at a low pressure.
3. Reservoir / tank 104 for liquid phase coolant
4). Separation of the cooling medium stream 13 into a stream consisting of uncondensed cooling medium gas 14 and liquid phase cooling medium. Preferably, this separation occurs in the cooling medium tank 104.
5. Return of uncondensed and evaporated coolant from tank 104 to the appropriate location in cooling system 100.
6). A device 106 for returning the cooling medium from the storage tank 104 to the cooling circuit 100 as needed due to increased load.

より高い圧力での冷却媒体の冷却は、一般に、メインの冷却回路における冷却媒体の最も低い予冷温度よりも低い温度への冷却となっている。すなわち、圧力低減デバイス102を横切ってのより低い圧力への膨張のために引き出されるべき冷却媒体流は、一般に、冷却回路のための通常の動作モードの間におけるその他の冷却媒体流の予冷よりもさらに冷却される必要がある。しかしながら、圧力低減デバイス102を横切ってのより低い圧力への膨張のために引き出される前記冷却媒体流のための予冷温度は、冷却温度における最も低い動作温度よりも低い温度までは冷却され得ず、当該冷却媒体は、例えば図1における流れ32として示されているように、一般に、より高い圧力からより低い圧力へ膨張させられた戻り冷却媒体流となっている。この場合、冷却システムは、1つまたはそれよりも多いマルチストリームの熱交換器、例えば、マルチストリームプレートフィン熱交換器(multistream plate-fin heat exchanger)を用いており、冷却は、部分的に、メインの冷却回路の予冷パス190の1つの一部として部分的に発生する。すなわち、この予冷パスにおける専用の拡張部191aとして部分的に発生する。図1は、この形態を、冷却回路の予冷パス190が熱交換機パス191aの形態で直接的に延ばされたものとして示している。一方、メインの冷却回路の冷却媒体流31は、熱交換器110aから、熱交換器における中間の排出口において抽出されている。図2は、その他の形態であって、冷却媒体がはじめに冷却回路の予冷パス190において冷却され、また、熱交換器110aから流れ31として取り出され、熱交換器パス191bにおけるさらなる冷却のためにマルチストリーム熱交換器110aに戻される形態を示している。   Cooling of the cooling medium at a higher pressure is generally cooling to a temperature lower than the lowest precooling temperature of the cooling medium in the main cooling circuit. That is, the coolant flow to be drawn for expansion to a lower pressure across the pressure reduction device 102 is generally more pre-cooled than other coolant flow during the normal mode of operation for the cooling circuit. It needs to be further cooled. However, the precooling temperature for the coolant stream drawn for expansion to a lower pressure across the pressure reducing device 102 cannot be cooled to a temperature below the lowest operating temperature at the cooling temperature, The cooling medium is typically a return cooling medium stream that is expanded from a higher pressure to a lower pressure, as shown, for example, as flow 32 in FIG. In this case, the cooling system uses one or more multi-stream heat exchangers, such as a multi-stream plate-fin heat exchanger, and the cooling is, in part, Occurs in part as part of the precooling path 190 of the main cooling circuit. That is, it occurs partially as a dedicated extension 191a in this pre-cooling pass. FIG. 1 shows this configuration as if the pre-cooling path 190 of the cooling circuit was extended directly in the form of a heat exchanger path 191a. On the other hand, the cooling medium flow 31 of the main cooling circuit is extracted from the heat exchanger 110a at an intermediate outlet in the heat exchanger. FIG. 2 shows another form in which the cooling medium is first cooled in the pre-cooling path 190 of the cooling circuit and is removed from the heat exchanger 110a as stream 31 and is multi-staged for further cooling in the heat exchanger path 191b. The form returned to the stream heat exchanger 110a is shown.

図3は、個々に、または同時に用いられ得る、いくつかのさらなる原理のその他の形態を示している。図3は、その他の形態であって、熱交換器システムにおける前記マルチストリーム熱交換器の1つまたはそれよりも多数において、前記ガス冷却媒体の一部の冷却が、個別の予冷パス191cにて完全に実施される形態を示している。また、冷却は、冷却システム100の支援により、個別の熱交換器において生じてもよい。さらに、図3は、冷却媒体の貯蔵器104が、冷却媒体のリターンのための受け入れ圧力よりも高い圧力で作動される形態を示している。ここで、ガス流の冷却回路への戻りを制限することにより、圧力制御バルブが104における圧力を制御している。図3はまた、熱交換器110aの個別のパス192における加熱により、冷却媒体12のリターンがなされるのを示している。冷却回路において、多数の熱交換器からなるシステム110b(図5)が用いられる場合、対応する形態もまた使用され得る。   FIG. 3 shows other forms of some further principles that can be used individually or simultaneously. FIG. 3 shows another configuration, in which one or more of the multi-stream heat exchangers in the heat exchanger system is used to cool part of the gas cooling medium in a separate pre-cooling path 191c. A fully implemented embodiment is shown. Cooling may also occur in individual heat exchangers with the assistance of the cooling system 100. In addition, FIG. 3 shows a configuration in which the coolant reservoir 104 is operated at a pressure higher than the receiving pressure for coolant return. Here, the pressure control valve controls the pressure at 104 by limiting the return of the gas flow to the cooling circuit. FIG. 3 also shows that the cooling medium 12 is returned by heating in the individual paths 192 of the heat exchanger 110a. If a system 110b (FIG. 5) consisting of multiple heat exchangers is used in the cooling circuit, a corresponding configuration can also be used.

図4は、2つのその他の形態であって、共に、または個々に、または上述および図1乃至3における形態のいずれかと共に使用され得る形態を示している。図4において、凝縮されていない冷却媒体の部分14は、冷却システムには戻されず、その他の場合なら閉じられている冷却システムから、流れ14bとして、例えば、大気へ、または、プロセスプラントにおけるその他の場所での使用のために導かれる。図4はまた、1つの形態であって、システムが、プロセッシング装置のその他の部分に、窒素を、液体または気体の形態における流れ145として供給することができる形態を示している。   FIG. 4 illustrates two other forms that may be used together or individually or in conjunction with any of the forms described above and in FIGS. In FIG. 4, the non-condensed portion of the cooling medium 14 is not returned to the cooling system, but from the otherwise closed cooling system, as stream 14b, for example, to the atmosphere or other in the process plant. Guided for use on site. FIG. 4 also illustrates one form in which the system can supply nitrogen to the other parts of the processing apparatus as a stream 145 in liquid or gaseous form.

図5は、1つのその他の形態であって、冷却プロセスが、多数のマルチストリーム熱交換器を熱交換器のシステム110bとして使用し、また、冷却媒体が、はじめに、冷却回路の予冷パス190において冷却され、またシステム110bにおける熱交換器の1つから流れ31として取り出される形態を示している。支流11aが、流れ31から引き出されるとともに、その後の熱交換器における熱交換器パス191aでの更なる冷却のためにシステム110bへ戻される。   FIG. 5 is one other form in which the cooling process uses multiple multi-stream heat exchangers as the heat exchanger system 110b and the cooling medium is initially in the pre-cooling path 190 of the cooling circuit. The configuration is shown being cooled and taken as stream 31 from one of the heat exchangers in system 110b. The tributary 11a is withdrawn from stream 31 and returned to the system 110b for further cooling in the heat exchanger path 191a in the subsequent heat exchanger.

図6は、単純な気体の膨張回路、例えば、単純な窒素膨張器の冷却回路において用いられる本発明を詳細に示している。本発明が、様々なタイプの冷却媒体および1つまたはそれよりも多い膨張段階を用いたその他のタイプの気体の膨張回路に関しても使用され得る、ということが示されている。冷却プロセスは、マルチストリーム熱交換器110におけるパス190で予冷された冷却媒体21のガス流において、より高い圧力で始まる。これによって、予冷された冷却媒体31が、より低い圧力で低温冷却媒体流32を生成するよう、ガス膨張器121を横切って膨張させられ得る。冷却媒体32の流れは、支配的には気相にあるが、いくつかの設計においては、膨張器/タービンの排出口におけるガスと平衡している、液体の小さな一部が許され得る。低温冷却媒体32は、熱交換器110に戻される。また低温冷却媒体32は、プロセスの冷却された生成物7を提供するため、冷却媒体パス190の高温冷却媒体流21の冷却、および、1つまたはそれよりも多い冷却媒体パス193におけるプロセス流体1の冷却および/または液化を提供する。110における加熱の後、冷却媒体流は、流れ51の低圧でのガスとして流出する。この冷却媒体流は、1つまたはそれよりも多い圧縮段階111において、中間冷却有りで、または中間冷却無しで再び圧縮される。圧縮された冷却媒体20は、その後、外部の冷却媒体または外部の冷却回路130を用いて最終冷却される。この状況において、本発明は、さらに191aにおいて予冷するため、低温冷却媒体流12aがより高い圧力で形成されるまで、熱交換器190における予冷の後、より高い圧力で冷却媒体流191aを引き出すことにより始まる。予冷された冷却媒体12aは、気体または液体状態にあることができるとともに、その後、バルブ102を横切って、より低い圧力、または、より高い圧力とより低い圧力との間の圧力まで膨張させられるが、しかし、これによって、温度が低減され、また、ガス13と、液体の少なくとも一部との混合物が生成される。バルブ102は、この状況においてまた、冷却回路から引き出される冷却媒体の量を低減させるであろう。流れ13における気体および液体は、貯蔵タンク/圧力タンク/セパレータ104に適切な圧力で貯蔵され得る液体部分と、冷却回路における適切な場所、例えば図5に示されているような流れ32へ低い圧力で戻されるガス流14と、に分離される。上述のシステムが、パス191aおよびバルブ102を介して冷却媒体を引き出し、また、液体が104において生成されるとき、冷却回路における冷却媒体の容量が、対応するよう低減され、また、冷却装置の能力が低減される。能力が再び増大されるべきとき、適切な装置106が、冷却媒体をタンク104から冷却回路へ、好ましくは、より低い圧力を有する冷却回路の部分へ、例えば、より低い圧力での低温側32への流れ17aとして、または、より低い圧力での高温側51への流れ17bとして、連結部16を介して戻すよう使用され得る。   FIG. 6 shows in detail the present invention used in a simple gas expansion circuit, such as a simple nitrogen expander cooling circuit. It has been shown that the present invention can also be used with other types of gas expansion circuits using various types of cooling media and one or more expansion stages. The cooling process begins at a higher pressure in the gas stream of the cooling medium 21 that has been pre-cooled in path 190 in the multi-stream heat exchanger 110. This allows the precooled coolant 31 to be expanded across the gas expander 121 to produce a cold coolant stream 32 at a lower pressure. Although the flow of the cooling medium 32 is predominantly in the gas phase, in some designs, a small portion of the liquid may be allowed to equilibrate with the gas at the expander / turbine outlet. The low-temperature cooling medium 32 is returned to the heat exchanger 110. The cold coolant 32 also provides the cooled product 7 of the process to cool the hot coolant stream 21 in the coolant path 190 and the process fluid 1 in one or more coolant paths 193. Cooling and / or liquefaction of After heating at 110, the cooling medium stream exits as a gas at the low pressure of stream 51. This cooling medium stream is compressed again in one or more compression stages 111 with or without intermediate cooling. The compressed cooling medium 20 is then finally cooled using an external cooling medium or an external cooling circuit 130. In this situation, the present invention further draws the coolant stream 191a at a higher pressure after precooling in the heat exchanger 190 until the cold coolant stream 12a is formed at a higher pressure to precool at 191a. Begins with. The pre-cooled cooling medium 12a can be in a gaseous or liquid state and is then expanded across the valve 102 to a lower pressure or between a higher pressure and a lower pressure. However, this reduces the temperature and produces a mixture of gas 13 and at least a portion of the liquid. Valve 102 will also reduce the amount of cooling medium drawn from the cooling circuit in this situation. Gases and liquids in stream 13 can be stored in a storage tank / pressure tank / separator 104 at a suitable pressure and in a suitable location in the cooling circuit, eg, stream 32 as shown in FIG. And the gas stream 14 returned to When the system described above draws the cooling medium through path 191a and valve 102 and liquid is produced at 104, the capacity of the cooling medium in the cooling circuit is correspondingly reduced and the capacity of the cooling device is also reduced. Is reduced. When the capacity is to be increased again, a suitable device 106 moves the cooling medium from the tank 104 to the cooling circuit, preferably to the part of the cooling circuit having a lower pressure, for example to the cold side 32 at the lower pressure. As a stream 17a or as a stream 17b to the hot side 51 at a lower pressure.

増大された能力が必要とされるときの冷却媒体の冷却回路へのリターンおよび制御のための装置106は、最も単純な形態においては、流体を冷却回路の中へ注入するためのバルブまたはポンプであってもよい。バルブの使用に関して、冷却回路の部分の1つに戻る流体の流れであって、より低い圧力で作動する流れが、高さの違いの結果としての重力流によって、または、図3および関連する説明に記載されているような、より高い圧力で作動する貯蔵器104によって、発生し得る。   The device 106 for return and control of the coolant to the cooling circuit when increased capacity is required, in its simplest form, is a valve or pump for injecting fluid into the cooling circuit. There may be. With regard to the use of the valve, the flow of fluid back to one of the parts of the cooling circuit, the flow operating at lower pressure, is due to gravity flow as a result of the height difference or FIG. 3 and the associated description. Can be generated by a reservoir 104 operating at a higher pressure, as described in.

装置106におけるポンプの使用に関して、冷却媒体を、より高い圧力で作動する冷却回路の部分、または、中間の圧力で作動する部分へ戻すこともまた可能となっている。   With respect to the use of the pump in the device 106, it is also possible to return the cooling medium to the part of the cooling circuit that operates at higher pressures or the part that operates at intermediate pressures.

図7は、冷却媒体を貯蔵器104から冷却回路へ戻すためのその他の形態を有する単純なガス膨張回路において適用される本発明であって、104における低温液体冷却媒体へ熱を供給するために用いられる装置107を備えた本発明を示している。このようにして、104における液体の冷却媒体が、ガスライン14を介して冷却回路へ戻る制御された経路において蒸発させられる。   FIG. 7 is the present invention applied in a simple gas expansion circuit having other configurations for returning the cooling medium from the reservoir 104 to the cooling circuit, for supplying heat to the cryogenic liquid cooling medium at 104. 1 shows the present invention with the device 107 used. In this way, the liquid cooling medium at 104 is evaporated in a controlled path back to the cooling circuit via the gas line 14.

図8は、冷却媒体を貯蔵器104から冷却回路へ戻すためのその他の形態を有する単純なガス膨張回路において用いられる本発明を示している。ここで、タンク104の外部にある装置142が、低温液体の冷却媒体へ熱を供給するために用いられる。また、このようにして、104からの液体の冷却媒体が、ガスライン17a,17bまたは対応する連結部を介して冷却回路へ戻る制御された経路において蒸発させられる。装置143は、例えば、周囲からの空気を熱源として用いる熱交換器であってもよく、または、エネルギー源として利用可能な高温媒体を有するその他のタイプの熱交換器であってもよい。 FIG. 8 illustrates the present invention used in a simple gas expansion circuit having other configurations for returning the cooling medium from the reservoir 104 to the cooling circuit. Here, a device 142 external to the tank 104 is used to supply heat to the cryogenic liquid cooling medium. Also, in this way, the liquid cooling medium from 104 is evaporated in a controlled path that returns to the cooling circuit via the gas lines 17a, 17b or corresponding connections. Device 143 may be, for example, a heat exchanger that uses ambient air as a heat source, or may be another type of heat exchanger that has a hot medium available as an energy source.

図9は、冷却媒体を貯蔵器104から冷却回路へ戻すためのその他の形態を有する単純なガス膨張回路において用いられる本発明を示している。ここで、排出器/放出器108が、冷却回路における適切な場所へ戻る冷却媒体の制御された流れを得るために使用されている。排出器108は、冷却回路の高圧側からの、例えば、圧縮機の排出口20からの、または、クーラー130の下流側の冷却媒体流21からの誘因ガス18の制限された量を使用する。冷却媒体は、例えば、より低い圧力での低温側32への流れ17aとして、または、より低い圧力での高温側51への流れ17bとして、より低い圧力を有する冷却回路の部分に戻され得る。排出器は、低温液体16の完全な、または部分的な蒸発を与え、これによって、戻り冷却媒体17a/17bがもはや純粋ではなくなり、冷却媒体が戻る期間において、冷却回路における、その後の危険を伴う好ましくない液体/気体流の低温液体が運び出される。   FIG. 9 illustrates the present invention used in a simple gas expansion circuit having other configurations for returning the cooling medium from the reservoir 104 to the cooling circuit. Here, an ejector / discharger 108 is used to obtain a controlled flow of cooling medium back to the appropriate location in the cooling circuit. The exhaust 108 uses a limited amount of inductive gas 18 from the high pressure side of the cooling circuit, for example from the compressor outlet 20 or from the cooling medium stream 21 downstream of the cooler 130. The cooling medium can be returned to the portion of the cooling circuit having a lower pressure, for example, as a flow 17a to the cold side 32 at a lower pressure or as a flow 17b to the hot side 51 at a lower pressure. The evacuator provides complete or partial evaporation of the cryogenic liquid 16 so that the return cooling medium 17a / 17b is no longer pure, with subsequent dangers in the cooling circuit during the period of return of the cooling medium. An undesirable liquid / gas stream of cryogenic liquid is carried away.

図10は、冷却媒体を貯蔵器104から冷却回路へ戻すためのその他の形態を有する単純なガス膨張回路において適用される本発明であって、外部の容積部143、例えば、容器またはパイプが、好ましくは鉛直方向で用いられている本発明を示している。ここで、液体の冷却媒体16の流れは、制御された経路において、前記容積部へ導かれる。また液体の冷却媒体16の流れは、冷却回路の高圧側からの所定量の高温ガス18、例えば、圧縮機の排出口20からの、または、クーラー130の下流にある冷却媒体流21からの高温ガス18と混合される。高温ガス18は、その後、所望の量の冷却媒体が気体へと蒸発させられ、そして、例えば、より低い圧力での低温側32への流れ17aとして、または、より低い圧力での高温側51への流れ17bとして、最も低い圧力を有する冷却回路の部分へと戻され得るよう、熱を供給する。この構成は、低温液体16の完全な蒸発を導き、これによって、戻り冷却媒体17a/17bはもはや、冷却媒体の戻りが運び出される間の冷却回路における好ましくない液体/気体のその後の危険を伴う低温液体ではなくなる。   FIG. 10 shows the present invention applied in a simple gas expansion circuit having other configurations for returning the cooling medium from the reservoir 104 to the cooling circuit, wherein an external volume 143, such as a container or pipe, The present invention is preferably used in the vertical direction. Here, the flow of the liquid cooling medium 16 is guided to the volume part in a controlled path. Also, the flow of the liquid cooling medium 16 is a high temperature gas 18 from a high pressure side of the cooling circuit, such as a high temperature from the outlet 20 of the compressor or from the cooling medium stream 21 downstream of the cooler 130. Mixed with gas 18. The hot gas 18 is then allowed to evaporate the desired amount of cooling medium into a gas and, for example, as a flow 17a to the cold side 32 at a lower pressure or to the hot side 51 at a lower pressure. Heat is supplied as stream 17b so that it can be returned to the part of the cooling circuit having the lowest pressure. This configuration leads to complete evaporation of the cryogenic liquid 16, whereby the return cooling medium 17a / 17b is no longer cold with the subsequent danger of undesirable liquid / gas in the cooling circuit while the return of the cooling medium is carried away. It is no longer liquid.

図11は、冷却媒体を貯蔵器104から冷却回路へ戻すためのその他の形態を有する単純なガス膨張回路において適用される本発明であって、適切な装置、例えばノズルを介して104に導入される高温冷却媒体流18が、圧力が貯蔵器104内よりもいくらか高い冷却回路の場所から供給される場合に使用される装置を備えた本発明を示している。これによって、高温ガスにおける熱が、104における低温液体の制御された蒸発に寄与する。このようにして、104における液体冷却媒体が、制御された経路で、ガスライン14を介して冷却回路の中へ蒸発させられて戻る。   FIG. 11 shows the present invention applied in a simple gas expansion circuit having other configurations for returning the cooling medium from the reservoir 104 to the cooling circuit, which is introduced into the 104 via a suitable device, such as a nozzle. FIG. 6 illustrates the present invention with the apparatus used when a high temperature coolant stream 18 is supplied from a location in the cooling circuit where the pressure is somewhat higher than in the reservoir 104. Thereby, the heat in the hot gas contributes to the controlled evaporation of the cold liquid at 104. In this way, the liquid cooling medium at 104 is evaporated back into the cooling circuit via the gas line 14 in a controlled path.

例えばLNGの液化のための冷却システムは、しばしば、より包括的なものである/上述の説明によって扱われているものよりも細かいものを含む。しかしながら、本発明の形態のための原理は同一である。このことを示すため、冷却媒体として純粋な窒素を用いる二様の気体の膨張回路の利用による、天然ガスのLNGへの液化のための冷却システムが、図12に示されている。液化されるべき天然ガスを含むガス流1は、1つよりも多い段階において、熱交換器110によって冷却される。ここで、ガスは、所定の中間温度4へ予冷され、この場合、より重い炭化水素が、セパレータすなわち分離管(column)160において液体として分離され得る。予冷されたガス6が、その後、液体が生成流7においてLNGとして存在するまで、さらなる冷却、凝縮および過冷却のために熱交換器110へ戻される。冷却回路は、このとき、熱交換器110において異なる温度へ予冷された2つの部分30および40に分割された、より高い圧力でのガス冷却媒体流21を含んでいる。流れ30は、30における温度よりも低い温度まで予冷され、また、より低い圧力での低温冷却媒体流32を生成するようガス膨張器121を横切って膨張させられる。冷却媒体流32は、支配的には気相になっており、しかし、いくつかの設計においては、膨張器/タービンの排出口において気体と平衡している小さな液体部分が許され得る。低温冷却媒体32は、冷却に寄与するよう、熱交換器110に戻される。流れ40は、32における温度よりも低い温度まで予冷され、また、より低い圧力での低温冷却媒体流42を生成するようガス膨張器122を横切って膨張させられる。冷却媒体流42は、支配的には気相になっており、しかし、いくつかの設計においては、膨張器/タービンの排出口において気体と平衡している小さな液体部分が許され得る。低温冷却媒体42は、最も低い温度範囲での冷却を確実にするため、熱交換器110へ戻される。110におけるウォーミングアップの後、冷却媒体流は、このとき、より低い圧力でガス流33および43として存在している。これらのガス流は、その後、2つまたはそれよりも多い圧縮段階において、中間冷却有りで、または中間冷却無しで、再び圧縮され得る。冷却媒体流の分離は、熱交換器110の前には必ずしも生じる必要はないが、しかし、熱交換器110の集約された部分として生じてもよい、ということが指摘されるべきである。この場合、パスは、中間の排出口における流れ31の排出のため、および、残留しているガス41のさらなる冷却のため、ガス流を分割する。同様にして、低温ガス32および42の加熱は、流れが交換器の集約された部分として混合されるような方法で生じ得る。単純なガス膨張回路の場合と同様に、本発明の形態は、この状況において、191aにおける更なる予冷のため、より高い圧力で低温冷却媒体流12aが存在するようになるまで、熱交換器パス190における予冷の後により高い圧力で冷却媒体流191aを引き出すことにより始まる。上述および図1乃至3のさらなる冷却のための冷却媒体の支流の分離のための方法の全てが、この構成においても使用され得る、ということが指摘されるべきである。予冷された冷却媒体12は、バルブ102を横切ってより低い圧力へ、または、より高い圧力とより低い圧力との間の圧力へ、膨張させられが、これによって、温度が低減され、そして、ガスおよび液体の少なくとも一部の混合物が生成される。この関係において、バルブ102は、冷却回路から引き出される冷却媒体の量を制御する。流れ13における気体および液体は、適切な圧力で貯蔵タンク/圧力タンク/セパレータ104に貯蔵され得る液体の一部分と、冷却回路における適切な場所に戻される、より低い圧力のガス流14と、に分離される。例えば、14bおよび14aを介しての流れ32または42にそれぞれ分離される。上述のシステムが、パス191aおよびバルブ102を介して冷却媒体を引き出し、また、104において液体が生成されるとき、冷却回路における冷却媒体の容量が、対応して低減され、また、冷却装置の能力が低減される。能力が再び増大されるべきとき、冷却媒体16を104から冷却回路へ、好ましくは、より低い圧力を有する冷却回路の部分へ、例えば、より低い圧力での低温側32への流れ17a、または、より低い圧力での低温側42への流れ17c、または、より低い圧力での高温側51への流れ17bとして戻すための適切な装置106が用いられる。冷却媒体を冷却回路へ戻すための上述のすべての代替の方法がまた用いられ得る。   For example, cooling systems for LNG liquefaction are often more comprehensive / include more detailed than those addressed by the above description. However, the principle for the form of the invention is the same. To illustrate this, a cooling system for liquefaction of natural gas to LNG is shown in FIG. 12 by utilizing a two-phase gas expansion circuit using pure nitrogen as the cooling medium. The gas stream 1 containing the natural gas to be liquefied is cooled by the heat exchanger 110 in more than one stage. Here, the gas is pre-cooled to a predetermined intermediate temperature 4 where heavier hydrocarbons can be separated as a liquid in a separator or column 160. The precooled gas 6 is then returned to the heat exchanger 110 for further cooling, condensation and subcooling until liquid is present as LNG in the product stream 7. The cooling circuit now includes a gas coolant stream 21 at a higher pressure divided into two parts 30 and 40 that have been precooled to different temperatures in the heat exchanger 110. Stream 30 is pre-cooled to a temperature below that at 30 and is expanded across gas expander 121 to produce a cold coolant stream 32 at a lower pressure. The coolant stream 32 is predominantly in the gas phase, however, in some designs, a small liquid portion that is in equilibrium with the gas at the expander / turbine outlet may be allowed. The low-temperature cooling medium 32 is returned to the heat exchanger 110 so as to contribute to cooling. Stream 40 is pre-cooled to a temperature below that at 32 and is expanded across gas expander 122 to produce a cold coolant stream 42 at a lower pressure. The coolant stream 42 is predominantly in the gas phase, however, in some designs, a small liquid portion that is in equilibrium with the gas at the expander / turbine outlet may be allowed. The cryogenic cooling medium 42 is returned to the heat exchanger 110 to ensure cooling in the lowest temperature range. After warming up at 110, the coolant stream is now present as gas streams 33 and 43 at a lower pressure. These gas streams can then be compressed again with or without intermediate cooling in two or more compression stages. It should be pointed out that the separation of the coolant flow does not necessarily have to occur before the heat exchanger 110, but may occur as an integrated part of the heat exchanger 110. In this case, the pass splits the gas flow for the discharge of the stream 31 at the intermediate outlet and for further cooling of the remaining gas 41. Similarly, heating of the cold gases 32 and 42 can occur in such a way that the streams are mixed as an integrated part of the exchanger. As in the case of a simple gas expansion circuit, the form of the present invention is the heat exchanger path in this situation until the cold coolant stream 12a is present at higher pressures for further precooling at 191a. Begin by drawing the coolant stream 191a at a higher pressure after pre-cooling at 190. It should be pointed out that all of the methods for the separation of the cooling medium tributaries for further cooling described above and in FIGS. 1 to 3 can also be used in this configuration. The pre-cooled cooling medium 12 is expanded across the valve 102 to a lower pressure, or to a pressure between higher and lower pressures, thereby reducing the temperature and gas And a mixture of at least a portion of the liquid is produced. In this relationship, the valve 102 controls the amount of cooling medium drawn from the cooling circuit. Gases and liquids in stream 13 are separated into a portion of the liquid that can be stored in storage tank / pressure tank / separator 104 at the appropriate pressure and a lower pressure gas stream 14 that is returned to the appropriate location in the cooling circuit. Is done. For example, it is separated into streams 32 or 42 via 14b and 14a, respectively. When the system described above draws the cooling medium through path 191a and valve 102 and liquid is generated at 104, the capacity of the cooling medium in the cooling circuit is correspondingly reduced and the capacity of the cooling device is also reduced. Is reduced. When the capacity is to be increased again, the flow 16a from the cooling medium 16 to the cooling circuit, preferably to the part of the cooling circuit having a lower pressure, e.g. to the cold side 32 at a lower pressure, or A suitable device 106 is used to return as stream 17c to the cold side 42 at lower pressure or as stream 17b to the hot side 51 at lower pressure. All the alternative methods described above for returning the cooling medium to the cooling circuit can also be used.

本発明の全ての構成において、ガス流14が、圧力が十分に低い限りにおいて、上述の図および例によって説明される冷却回路の場所以外の場所に戻され得る、ということ、および本発明が、ここに記載されている例に限定されない、ということが指摘されるべきである。   In all configurations of the present invention, the gas stream 14 can be returned to a location other than the location of the cooling circuit described by the above figures and examples, as long as the pressure is sufficiently low, and the present invention It should be pointed out that it is not limited to the examples described here.

本発明の全ての形態において、リターンのために使用される方法に関して、冷却媒体17が、圧力が十分に低い限りにおいて、上述の図および例によって説明される冷却回路の場所以外の場所に戻され得る、ということ、および本発明が、ここに記載されている例に限定されない、ということが指摘されるべきである。   In all forms of the invention, with respect to the method used for return, the cooling medium 17 is returned to a location other than the location of the cooling circuit described by the above figures and examples as long as the pressure is sufficiently low. It should be pointed out that, and the invention is not limited to the examples described herein.

上記の記述および図で説明された本発明の全ての形態において、冷却媒体タンクは、水平方向のタンクまたは鉛直方向のタンクとして構成され得る。さらに、冷却媒体タンク104は、従来のタンクであってもよく、または、二重の壁にされ、真空で絶縁された、一般に冷凍剤/低温液体および液体ガスを貯蔵するために用いられるタンクであってもよい。   In all forms of the invention described in the above description and figures, the cooling medium tank may be configured as a horizontal tank or a vertical tank. Further, the cooling medium tank 104 may be a conventional tank or a tank that is double walled and insulated with a vacuum, commonly used to store cryogen / cold liquid and liquid gas. There may be.

さらに、冷却媒体タンク104は、冷却システム100および熱交換器システム110の近傍に配置されてもよく、また冷却媒体タンク104は、周囲からの熱伝達の結果としての蒸発を最小化するため絶縁されていてもよい。その他の形態において、冷却媒体タンク104は、周囲からの熱伝達を制限するための絶縁材料で満たされ、閉じられ、または制限された容積部の内側に、熱交換器110とともに配置されてもよい。絶縁された容積部は、しばしば、ボックスとして形状付けられ、また、一般に、“コールドボックス”として表される。絶縁材料は、従来の絶縁体であってもよく、または、ボックスの中へ充填される粒状の絶縁材料であってもよい。   Further, the cooling medium tank 104 may be located in the vicinity of the cooling system 100 and the heat exchanger system 110, and the cooling medium tank 104 is insulated to minimize evaporation as a result of heat transfer from the surroundings. It may be. In other forms, the cooling medium tank 104 may be filled with an insulating material to limit heat transfer from the surroundings, closed, or disposed with the heat exchanger 110 inside a limited volume. . Insulated volumes are often shaped as boxes and are generally represented as “cold boxes”. The insulating material may be a conventional insulator or may be a granular insulating material that is filled into the box.

その他の形態において、冷却媒体タンク104は、例えば、冷却媒体が窒素である場合、冷却媒体貯蔵器としても用いられ得る。これによって、必要とされるとき、冷却媒体タンクが、液体または気体の窒素を有するプロセッシング装置のその他の部分を供給することができる。   In other forms, the cooling medium tank 104 can also be used as a cooling medium reservoir, for example when the cooling medium is nitrogen. This allows the cooling medium tank to supply other parts of the processing device with liquid or gaseous nitrogen when needed.

Claims (26)

気体の冷却媒体を膨張させることにより得られる冷却によって構成される冷却回路(100)を使用する冷却システムの冷却能力を制御するための方法において、
冷却回路(100)において循環している冷却媒体の量を一時的に低減する工程であって、冷却媒体全体部分が、高い圧力で予冷されるとともに、冷却回路(100)から抽出される工程と、
冷却された前記冷却媒体の抽出された部分を、圧力低減デバイス(102)を通過させ前記高い圧力よりも低い、より低い圧力へ膨張させ、これによって、抽出された冷却媒体の少なくとも一部が液化される工程と、
貯蔵ユニット(104)における一時的な貯蔵のため、凝縮されていない冷却媒体ガスから液相の前記冷却媒体を分離する工程と、
その後、必要な時に、一時的に貯蔵された液相の冷却媒体を貯蔵ユニット(104)から冷却回路(100)に戻す工程と、
凝縮されていない冷却媒体ガスおよび蒸発した冷却媒体を、貯蔵ユニット(104)から冷却回路(100)に戻す工程と、を備えたことを特徴とする方法。
In a method for controlling the cooling capacity of a cooling system using a cooling circuit (100) constituted by cooling obtained by expanding a gaseous cooling medium ,
Comprising the steps of temporarily reducing the amount of coolant circulating in the cooling circuit (100), one part of the total cooling medium, while being pre-cooled at a higher pressure, it is extracted from the cooling circuit (100) Process,
The extracted portion of the cooled the cooling medium is lower than the high pressure is passed through a pressure reduction device (102), it is expanded to a lower pressure, whereby at least some amount of the extracted cooling medium The process of liquefying,
Separating the liquid phase cooling medium from uncondensed cooling medium gas for temporary storage in a storage unit (104);
Then returning the temporarily stored liquid phase cooling medium from the storage unit (104) to the cooling circuit (100) when necessary;
Returning the uncondensed cooling medium gas and the evaporated cooling medium from the storage unit (104) to the cooling circuit (100 ) .
高い圧力にある前記冷却媒体の部分は、冷却回路におけるその他の冷却媒体流が高い圧力で予冷される際の温度よりも低い温度まで予冷されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 First portion of the cooling medium in the high pressure, according to claim 1, wherein the benzalkonium precooled to a temperature lower than the temperature at which other cooling medium flow is pre-cooled at a higher pressure in the cooling circuit Method. 高い圧力にある前記冷却媒体の部分は、予冷の後に前記冷却媒体の部分の少なくとも一部が液体として存在するよう、または、予冷の後に前記冷却媒体の全部が液体として存在するよう、所定の温度まで予冷されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 First portion of the cooling medium in the high pressure, such that at least a portion of the first portion of the cooling medium after the pre-cooling is present as a liquid, or, as the whole of the cooling medium after the pre-cooling is present as a liquid, a predetermined The method of claim 1 , wherein the method is precooled to a temperature of 高い圧力にある前記冷却媒体の部分は、予冷の後に前記冷却媒体の部分がまだ気体の冷却媒体として存在するよう、所定の温度まで予冷されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 First portion of the cooling medium in the high pressure, so as to present as a cooling medium one part is still gas in the cooling medium after the pre-cooling, according to claim 1, characterized in that it is pre-cooled to a predetermined temperature Method. 予冷された冷却媒体を高い圧力から低い圧力へ膨張させるための前記圧力低減デバイス(102)は、バルブからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。 The method of claim 1 , wherein the pressure reducing device (102) for expanding a pre-cooled cooling medium from a high pressure to a low pressure comprises a valve . 冷却システムは、気体の膨張冷却回路(100)が用いられる、液体天然ガス(LNG)の生成のために使用され、ここで冷却は、天然ガスの冷却および液化を確実にするため、気体の冷却媒体を膨張させることにより得られ
冷却回路(100)においては、能力が制御されており、
冷却回路内を循環させられる冷却媒体の量は、一時的に低減され、
気体の冷却媒体の部分は、高い圧力で予冷されるとともに膨張デバイス(102)を通過し前記高い圧力よりも低い圧力へ膨張させられ、これによって、冷却媒体の少なくとも一部が、低温液体として分離し、
当該液は、後に冷却回路へ戻されるよう、貯蔵ユニット(104)に一時的に貯蔵するため、凝縮されていない気体から分離されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
Cooling system, expansion cooling circuit of the gas (100) is used, it is used for the production of liquid natural gas (LNG), wherein cooling is to ensure cooling and liquefaction of natural gas, cooling the gas Obtained by expanding the medium ,
In the cooling circuit (100), the capacity is controlled,
The amount of cooling medium circulated in the cooling circuit is temporarily reduced,
First portion of the cooling medium gas is inflated to a lower pressure than the high pressure passes through the bulging Zhang devices together when it is pre-cooled at a high pressure (102), whereby, at least a portion of the cooling medium Separated as a cryogenic liquid,
The solution is to be returned to the cooling circuit after, for temporary storage in savings built unit (104), The method according to claim 1, characterized in that it is separated from the gas which is not condensed.
前記冷却回路(100)は、90%よりも多い窒素から構成される冷却媒体を使用する気体の膨張冷却回路からなり、
冷却回路(100)は、少なくとも1つの膨張段階であって、予冷された気体の冷却媒体が、高い圧力から低い圧力へ膨張させられて低温の気体の冷却媒体を生成する段階を備えることを特徴とする請求項1または6に記載の方法。
The cooling circuit (100) consists of a gas expansion cooling circuit using a cooling medium composed of more than 90% nitrogen,
The cooling circuit (100) comprises at least one expansion stage, wherein the precooled gaseous cooling medium is expanded from a high pressure to a low pressure to produce a cold gaseous cooling medium. The method according to claim 1 or 6 .
冷却媒体を一時的に貯蔵するための貯蔵ユニット(104)は、冷却システムから引き出され、冷却され膨張された冷却媒体流(13)における液相の冷却媒体から、凝縮されていない冷却媒体を分離するための分離ユニットとしても機能することを特徴とする請求項1に記載の方法。 A storage unit (104) for temporarily storing the cooling medium separates the uncondensed cooling medium from the liquid phase cooling medium in the cooled and expanded cooling medium stream (13) drawn from the cooling system. The method of claim 1 , wherein the method also functions as a separation unit. 貯蔵ユニット(104)は、冷却回路における低い圧力と略同一の圧力で作動され、
貯蔵ユニット(104)は、低い圧力で作動される冷却回路の部分に対する圧力の制限の無い接続部(14)を有することを特徴とする請求項7に記載の方法。
The storage unit (104) is operated at approximately the same pressure as the low pressure in the cooling circuit,
8. A method according to claim 7 , characterized in that the storage unit (104) has an unrestricted connection (14) to the part of the cooling circuit operated at low pressure.
貯蔵ユニット(104)は、冷却回路における高い圧力と低い圧力との間の圧力で作動され、
貯蔵ユニット(104)は、貯蔵ユニットにおける作動圧力の制御のため、バルブからなる制限部が設けられた接続部(14)を有することを特徴とする請求項7に記載の方法。
The storage unit (104) is operated at a pressure between high and low pressure in the cooling circuit,
8. Method according to claim 7 , characterized in that the storage unit (104) has a connection (14) provided with a restriction consisting of a valve for the control of the operating pressure in the storage unit.
絶縁部の有るまたは絶縁部の無い圧力タンク、または、二重の壁にされ、真空で絶縁された圧力タンクを備える貯蔵ユニット(104)が用いられることを特徴とする請求項1に記載の方法。 2. Method according to claim 1 , characterized in that a storage unit (104) is used, comprising a pressure tank with or without insulation, or a double walled, vacuum-insulated pressure tank. . 貯蔵タンク(104)に貯蔵される冷却媒体は、戻り装置(106)によって、低い圧力で作動されている冷却回路(100)の部分に戻されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1 , characterized in that the cooling medium stored in the storage tank (104) is returned by the return device (106) to the part of the cooling circuit (100) which is operated at low pressure. 冷却媒体を戻すための装置(106)は、1つまたはそれよりも多いバルブによって冷却回路(100)へ戻る液相の冷却媒体を導くこと備えたことを特徴とする請求項1または12に記載の方法。 Apparatus for returning the cooling medium (106) in claim 1 or 12, characterized in that it comprises that the one, or more valves directing cooling medium in the liquid phase back to the cooling circuit (100) The method described. 冷却媒体を戻すための装置(106)は、貯蔵ユニット(104)において貯蔵された液体に熱を供給すること、または、貯蔵ユニット(104)の外部に接続された熱伝達設備に熱を供給することを備え、
これによって、冷却媒体の気相における戻りに関して、貯蔵された液体の制御された蒸発が実現されることを特徴とする請求項1または12に記載の方法。
Apparatus for returning the cooling medium (106) to supply heat to the stored liquid in the storage unit (104), or, supplying heat to the outside connected heat transfer equipment storage unit (104) Ready to
13. A method according to claim 1 or 12 , characterized in that this realizes a controlled evaporation of the stored liquid with respect to the return of the cooling medium in the gas phase.
冷却媒体を戻すための装置(106)は、冷却回路(100)へ冷却媒体を戻すため、ポンプを用いることを備えたことを特徴とする請求項1または12に記載の方法。 13. A method according to claim 1 or 12 , wherein the apparatus (106) for returning the cooling medium comprises using a pump to return the cooling medium to the cooling circuit (100). 冷却媒体を戻すための装置(106)は、制御された経路によって冷却回路(100)へ冷却媒体を戻すための排出器/放出器を用いることを備え、
排出器/放出器は、冷却回路の高い圧力側からの誘引ガスを用いることを特徴とする請求項1または12に記載の方法。
The apparatus (106) for returning the cooling medium comprises using an ejector / discharger for returning the cooling medium to the cooling circuit (100 ) by a controlled path,
13. A method according to claim 1 or 12 , characterized in that the discharger / discharger uses an induced gas from the high pressure side of the cooling circuit.
冷却媒体を戻すための装置(106)は、パイプまたは圧力容器からなる容積部を用いることを備え、
貯蔵タンク(104)から冷却回路(100)へ戻されるべき冷却媒体は、制御された経路によって前記容積部へ導かれ、
さらに、冷却回路からの高温ガス流が、同一の前記容積部へ供給され、
これによって、高温ガスが、十分な量の冷却媒体を前記容積部から蒸発させるとともに蒸発した冷却媒体を前記容積部から冷却回路へ戻すために必要なエネルギーを供給することを特徴とする請求項1または12に記載の方法。
The apparatus (106) for returning the cooling medium comprises using a volume consisting of a pipe or a pressure vessel,
The cooling medium to be returned from the storage tank (104) to the cooling circuit (100) is led to the volume by a controlled path,
Furthermore, the hot gas stream from the cooling circuit is supplied to the same volume part,
Claim Thereby, the hot gases, and supplying the energy required to return the cooling medium evaporated with evaporating a sufficient amount of the cooling medium from said volume from the volume to the cooling circuits The method according to 1 or 12 .
気体の膨張冷却回路は、1つまたはそれよりも多いガスの膨張段階を、並列又は直列に有することを特徴とする請求項1乃至17のいずれかに記載の方法。 18. A method as claimed in any preceding claim , wherein the gas expansion cooling circuit comprises one or more gas expansion stages in parallel or in series. システムの全部または一部は、膨張デバイス102、貯蔵タンク104および冷却媒体の戻りのためのシステム106を備え、これらは、しばしば“コールドボックス”として表される絶縁材料により満たされるとともに、閉じられ、または制限された容積部において、熱交換器システム110とともに配置されることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載の方法。 All or part of the system comprises an expansion device ( 102 ) , a storage tank ( 104 ) and a system for return of cooling medium ( 106 ), which are filled with an insulating material, often represented as a “cold box” 19. A method according to any of the preceding claims , characterized in that it is arranged with a heat exchanger system ( 110 ) in a closed or confined volume. 貯蔵ユニット(104)からの、凝縮されていない気体および蒸発した冷却媒体が、冷却回路(100)に戻されず、代わりに、所定のシステム、または、閉じられた冷却回路の外部のシステムで用いられ、または、大気/周囲へ放出されることを特徴とする請求項1乃至19のいずれかに記載の方法。 The uncondensed gas and the evaporated cooling medium from the storage unit (104) are not returned to the cooling circuit (100), but instead are used in a given system or a system external to the closed cooling circuit. The method according to claim 1 , wherein the method is released to the atmosphere / ambient. 前記システムは、窒素を冷却媒体として用いる、冷却サイクルの能力制御のためのものであり、当該システムは、気相または液相の窒素を、所定のシステム、または、閉じられた冷却回路の外部のシステムに運ぶことを特徴とする請求項7に記載の方法。 The system is for controlling the capacity of a cooling cycle using nitrogen as a cooling medium, and the system supplies gas phase or liquid phase nitrogen to a predetermined system or external to a closed cooling circuit. the method of claim 7, wherein the luck BUKO system. 気体の膨張冷却に基づく冷却装置の冷却能力を制御するためのシステムにおいて、
熱交換器(110a)、または、熱交換器(110b)からなるシステムにおける冷却プロセスの支援によって、気体の冷却媒体を高い圧力で冷却するための冷却デバイスと、
冷却された気体の冷却媒体の一部分のための排出と、
前記気体の冷却媒体の一部分を前記より高い圧力よりも低い圧力へ膨張させるための膨張デバイス(102)と、
凝縮されていない冷却媒体の分離、および、凝縮された冷却媒体の一時的な貯蔵のための貯蔵ユニット(104)と、
凝縮されていない冷却媒体ガス(14)および蒸発した冷却媒体を、貯蔵ユニット(104)から、冷却システム(100)に戻すためのリターンデバイスと、
冷却媒体を貯蔵ユニット(104)から冷却回路(100)へ必要に応じて戻すリターンデバイス(106)と、を備え、
冷却媒体を、閉じられた冷却回路または複数の回路から一時的に取り除くよう設けられていることを特徴とするシステム。
In a system for controlling the cooling capacity of a cooling device based on gas expansion cooling,
A cooling device for cooling a gaseous cooling medium at high pressure with the aid of a cooling process in a system consisting of a heat exchanger (110a) or a heat exchanger (110b);
A discharge unit for the portion of the cooling medium cooled gas,
An expansion device (102) for causing bulging Zhang a portion of the cooling medium to a lower pressure than the higher pressure than the said gas,
A storage unit (104) for separation of the uncondensed cooling medium and temporary storage of the condensed cooling medium;
A return device for returning the uncondensed coolant gas (14) and the evaporated coolant from the storage unit (104) to the cooling system (100 ) ;
A return device (106) for returning the cooling medium from the storage unit (104) to the cooling circuit (100) as needed,
A system characterized in that the cooling medium is provided to be temporarily removed from the closed cooling circuit or circuits.
冷却回路(100)は、マルチストリームの熱交換器(110a)、または、熱交換器のシステム(110b)の中へ配置された多数のマルチストリームの熱交換器を含む熱交換器システムを備え、The cooling circuit (100) comprises a multi-stream heat exchanger (110a) or a heat exchanger system comprising a number of multi-stream heat exchangers arranged in the heat exchanger system (110b),
熱交換器システムは、1つまたはそれよりも多い冷却媒体流の予冷を、熱交換器のパスにおいてより高い圧力で実行するよう構成されており、これによって、冷却媒体の前記一部分が、予冷パス(190)におけるより高い圧力での冷却媒体流の予冷の後に冷却回路から分離され、ここで、冷却回路(100)のための、予冷された冷却媒体(31)が、熱交換器システムから、排出部において前記熱交換器のパスから抽出され、かつ、冷却媒体の前記一部分が、熱交換器の予冷パス(190)の拡張部(191a)においてさらに冷却されるよう配置されることを特徴とする請求項22に記載のシステム。The heat exchanger system is configured to perform pre-cooling of one or more cooling medium streams at a higher pressure in the heat exchanger path so that the portion of the cooling medium can be pre-cooled. After the precooling of the coolant stream at a higher pressure at (190), the precooled coolant (31) for the coolant circuit (100) is removed from the heat exchanger system, Characterized in that it is extracted from the path of the heat exchanger at the discharge and the part of the cooling medium is arranged to be further cooled in the extension (191a) of the pre-cooling path (190) of the heat exchanger. The system of claim 22.
冷却回路(100)は、マルチストリームの熱交換器(110a)、または、熱交換器のシステム(110b)の中へ配置された多数のマルチストリームの熱交換器を含む熱交換器システムを備え、The cooling circuit (100) comprises a multi-stream heat exchanger (110a) or a heat exchanger system comprising a number of multi-stream heat exchangers arranged in the heat exchanger system (110b),
熱交換器システムは、1つまたはそれよりも多い冷却媒体流の予冷を、熱交換器のパスにおいてより高い圧力で実行するよう構成されており、The heat exchanger system is configured to perform pre-cooling of one or more coolant streams at higher pressures in the heat exchanger path;
少なくとも1つの冷却媒体流(31)は、熱交換器のパス(190)においてより高い圧力で予冷され、かつ、熱交換器システムから抽出され、これによって、冷却媒体の前記一部分が、予冷された冷却媒体流(31)から分離されるとともに、個別の熱交換器のパス(191b)におけるさらなる予冷のために熱交換器システムへ戻されることを特徴とする請求項22に記載の方法。At least one coolant stream (31) was pre-cooled at a higher pressure in the heat exchanger path (190) and extracted from the heat exchanger system, whereby the portion of the coolant was pre-cooled. 23. Method according to claim 22, characterized in that it is separated from the cooling medium stream (31) and returned to the heat exchanger system for further precooling in a separate heat exchanger path (191b).
冷却回路(100)は、マルチストリームの熱交換器(110a)、または、熱交換器のシステム(110b)の中へ配置された多数のマルチストリームの熱交換器を備え、それらは、冷却システム(100)における様々な流れ、および、冷却または液化されるべき流体の冷却または加熱を実行するよう構成されており、これによって、気体の冷却媒体の前記一部分の冷却が、熱交換器システムの1つまたはそれよりも多い前記マルチストリームの熱交換器の個別の予冷パス(192)において発生することを特徴とする請求項22乃至24のいずれかに記載の方法。The cooling circuit (100) comprises a multi-stream heat exchanger (110a) or a number of multi-stream heat exchangers arranged in a heat exchanger system (110b), which are connected to the cooling system ( 100) and the cooling or heating of the fluid to be cooled or liquefied, whereby the cooling of said part of the gaseous cooling medium is one of the heat exchanger systems. 25. A method as claimed in any of claims 22 to 24, occurring in separate precooling passes (192) of the multi-stream heat exchanger or more. 閉じられた気体の膨張回路は、純粋な窒素を冷却媒体として用いる気体の膨張回路からなり、高い圧力の気体の冷却媒体流は、熱交換器または熱交換器(110)のシステムにおいて異なる温度へ予冷される2つの部分に分割され、さらに、前記2つの冷却媒体流は、低い、異なる温度の2つの冷却媒体流を形成するため、異なる温度へ冷却されるとともに異なる膨張デバイスを通過して1つまたはそれよりも多い低い圧力へ膨張され、
膨張デバイス(102)を通過しての膨張のためにさらに冷却されるべき、冷却された気体の冷却媒体の支流(12)は、2つの上述の部分的な流れのうち最も低い温度へ予冷されている冷却媒体の予冷された部分的な流れから引き出され、そして、排出は、前記予冷された部分的な流れが低い圧力および温度へ膨張される前に高い圧力で発生し、
支流(12)を流れ(13)へ低い圧力で膨張させるための膨張デバイス(102)は、バルブからなり、
膨張デバイス(102)を通過した前記気体の冷却媒体のうちの、凝縮されていない冷却ガスの部分、および貯蔵タンク(104)から蒸発した冷却媒体は、冷却回路(100)へ導かれ、
冷却媒体を貯蔵ユニット(104)から冷却回路(100)へ戻すためのリターンデバイス(106)は、パイプまたは圧力容器からなる容積部を備え、貯蔵タンク(104)から冷却回路(100)へ戻されるべき冷却媒体は、制御された経路によって、前記容積部へバルブを介して導かれ、さらに、高温ガス流が、貯蔵ユニットよりも圧力が高い冷却回路から供給され、さらに、前記容積部から蒸発した冷却媒体が冷却回路に戻されることを特徴とする請求項25に記載のシステム。
The closed gas expansion circuit consists of a gas expansion circuit using pure nitrogen as the cooling medium, and the high pressure gaseous cooling medium stream is at different temperatures in the heat exchanger or heat exchanger (110) system. Divided into two parts to be pre-cooled, and further, the two cooling medium streams are cooled to different temperatures and passed through different expansion devices to form two cooling medium streams of different temperatures. Expanded to one or more lower pressures,
The cooled gaseous coolant tributary (12) to be further cooled for expansion through the expansion device (102) is pre-cooled to the lowest temperature of the two above-mentioned partial streams. The cooling medium is drawn from a precooled partial stream, and the discharge occurs at a high pressure before the precooled partial stream is expanded to a low pressure and temperature;
The expansion device (102) for expanding the tributary (12) into the flow (13) at low pressure consists of a valve,
Of the gaseous cooling medium that has passed through the expansion device (102), the portion of the non-condensed cooling gas and the cooling medium evaporated from the storage tank (104) are directed to the cooling circuit (100 ) ,
A return device (106) for returning the cooling medium from the storage unit (104) to the cooling circuit (100) comprises a volume consisting of a pipe or a pressure vessel and is returned from the storage tank (104) to the cooling circuit (100). The cooling medium to be supplied is led to the volume part through a valve by a controlled path, and the hot gas flow is supplied from a cooling circuit having a pressure higher than that of the storage unit, and further evaporated from the volume part. the system of claim 25, the cooling medium, characterized in that the back cold 却回path.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8464551B2 (en) * 2008-11-18 2013-06-18 Air Products And Chemicals, Inc. Liquefaction method and system
US9291388B2 (en) * 2009-06-16 2016-03-22 Praxair Technology, Inc. Method and system for air separation using a supplemental refrigeration cycle
US9851141B2 (en) 2009-07-02 2017-12-26 Bluewater Energy Services B.V. Pressure control of gas liquefaction system after shutdown
US10132561B2 (en) * 2009-08-13 2018-11-20 Air Products And Chemicals, Inc. Refrigerant composition control
DE102010044869A1 (en) * 2010-09-09 2012-03-15 Linde Aktiengesellschaft Liquefied Natural gas
JP6140713B2 (en) * 2011-10-21 2017-05-31 シングル ブイ ムーリングス インコーポレイテッド Multiple nitrogen expansion process for LNG production
US9429335B2 (en) * 2012-01-11 2016-08-30 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Adiabatic cooling unit
JP5890748B2 (en) * 2012-05-22 2016-03-22 川崎重工業株式会社 Liquid hydrogen production equipment
GB2503731A (en) * 2012-07-06 2014-01-08 Highview Entpr Ltd Cryogenic energy storage and liquefaction process
EP2920532A4 (en) * 2012-11-16 2016-09-14 Exxonmobil Upstream Res Co Liquefaction of natural gas
US11408673B2 (en) 2013-03-15 2022-08-09 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
PE20160913A1 (en) * 2013-03-15 2016-09-01 Chart Energy And Chemicals Inc MIXED REFRIGERANT SYSTEM AND METHOD
US11428463B2 (en) 2013-03-15 2022-08-30 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US9759480B2 (en) * 2014-10-10 2017-09-12 Air Products And Chemicals, Inc. Refrigerant recovery in natural gas liquefaction processes
DE102016000394A1 (en) * 2016-01-14 2017-07-20 Linde Aktiengesellschaft Method for cooling a medium
GB201601878D0 (en) 2016-02-02 2016-03-16 Highview Entpr Ltd Improvements in power recovery
KR101792708B1 (en) * 2016-06-22 2017-11-02 삼성중공업(주) Apparatus of fluid cooling
US10619917B2 (en) 2017-09-13 2020-04-14 Air Products And Chemicals, Inc. Multi-product liquefaction method and system
CN108061405A (en) * 2018-01-23 2018-05-22 郑州云宇新能源技术有限公司 Self cooled high-performance CO2Trans-critical cycle heat pump circulating system
GB2581135A (en) * 2019-01-30 2020-08-12 Linde Ag Cooling method for liquefying a feed gas
WO2021126513A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Praxair Technology, Inc. System and method for supplying cryogenic refrigeration
US11740014B2 (en) 2020-02-27 2023-08-29 Praxair Technology, Inc. System and method for natural gas and nitrogen liquefaction with independent nitrogen recycle loops
DE102020205183A1 (en) * 2020-04-23 2021-10-28 Karlsruher Institut für Technologie Device and method for generating cryogenic temperatures and their use
US20220090854A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L?Exploitation Des Procedes Georges Claude Process for subcooling liquid stream with refrigerant gas
FR3140938B1 (en) * 2022-10-17 2024-11-01 Lair Liquide Sa Pour Letude Et Lexploitation Des Procedes Georges Claude Gas recovery process and apparatus for compressor

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3792590A (en) * 1970-12-21 1974-02-19 Airco Inc Liquefaction of natural gas
NO133287C (en) * 1972-12-18 1976-04-07 Linde Ag
GB2069119B (en) * 1980-02-13 1983-09-21 Petrocarbon Dev Ltd Refrigeration process
JPS62786A (en) * 1985-06-25 1987-01-06 株式会社神戸製鋼所 Precooling method of cryogenic generator
US4843829A (en) * 1988-11-03 1989-07-04 Air Products And Chemicals, Inc. Reliquefaction of boil-off from liquefied natural gas
US5271231A (en) * 1992-08-10 1993-12-21 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and apparatus for gas liquefaction with plural work expansion of feed as refrigerant and air separation cycle embodying the same
DE4440405C1 (en) * 1994-11-11 1996-05-23 Linde Ag Method for temporarily storing a refrigerant
JPH10253203A (en) * 1997-03-13 1998-09-25 Mitsubishi Electric Corp Refrigerant recovering method
JPH1114170A (en) * 1997-06-23 1999-01-22 Sanyo Electric Co Ltd Heat pump
US6347531B1 (en) * 1999-10-12 2002-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Single mixed refrigerant gas liquefaction process
US6347532B1 (en) * 1999-10-12 2002-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Gas liquefaction process with partial condensation of mixed refrigerant at intermediate temperatures
GB0006265D0 (en) * 2000-03-15 2000-05-03 Statoil Natural gas liquefaction process
JP2004309029A (en) * 2003-04-08 2004-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Refrigerating cycle device
CR7129A (en) * 2003-10-29 2003-11-17 Carlos Eduardo Rold N Villalobos METHOD AND APPARATUS FOR STORAGE GASES AT LOW TEMPERATURE USING A REFRIGERATION RECOVERY SYSTEM
US7096679B2 (en) * 2003-12-23 2006-08-29 Tecumseh Products Company Transcritical vapor compression system and method of operating including refrigerant storage tank and non-variable expansion device
JP4670329B2 (en) * 2004-11-29 2011-04-13 三菱電機株式会社 Refrigeration air conditioner, operation control method of refrigeration air conditioner, refrigerant amount control method of refrigeration air conditioner
JP5097951B2 (en) 2005-11-24 2012-12-12 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ Method and apparatus for cooling a stream, in particular a method and apparatus for cooling a hydrocarbon stream such as natural gas

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